Question

興趣小組同學(xué)做了以下探究實驗：
（1）探究實驗室中久置的氫氧化鈉的成分．
【對固體猜想】猜想Ⅰ：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na₂CO₃；猜想Ⅲ：是NaOH和Na₂CO₃混合物．

【實驗和推斷】見圖1
i．若現(xiàn)象a為有氣泡產(chǎn)生，說明氫氧化鈉已經(jīng)變質(zhì)，有氣泡產(chǎn)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
ii．若A是Ca（OH）₂溶液，現(xiàn)象a有白色沉淀，現(xiàn)象b為無色酚酞試液變紅色，則白色沉淀為

 

（填化學(xué)式），該實驗

 

（填“能”或“不能”）說明樣品中有NaOH．
iii．若A是CaCl₂溶液，當(dāng)實驗現(xiàn)象a為有

 

，現(xiàn)象b為

 

，則猜想Ⅱ成立．
【反思】久置的氫氧化鈉變質(zhì)的原因是（用化學(xué)方程式表示）

 

．
（2）驗證氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應(yīng)．
做了下面兩個實驗．實驗一：如圖2甲，將一支充滿二氧化碳的試管倒扣在盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中，觀察試管中的液面變化情況．
實驗二：如圖2乙，向兩個裝滿二氧化碳的同樣規(guī)格的瓶中分別注入等量的氫氧化鈉溶液和蒸餾水，振蕩后放在水平的桌面上，觀察U形管（裝有紅墨水）兩端液面的變化情況．請問：
i．實驗乙中若觀察到U形管左端的液面

 

（填“升高”或“降低”），則證明溶液中的氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)．
ii．與實驗甲相比，同學(xué)們認為實驗二更合理，因為

 

．

Answer 1

分析：【實驗和推斷】根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)進行分析，氫氧化鈉露置在空氣中易與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)，反應(yīng)的程度不同，則變質(zhì)的程度不同；檢驗碳酸鹽使用的是加酸化氣的方法或加入含有可溶性鈣離子、鋇離子的方法，要證明含有氫氧化鈉，則需要除去碳酸鈉再進行檢驗，且加入的試劑與碳酸鈉反應(yīng)后不能生成顯堿性的物質(zhì)．
【反思】根據(jù)氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，則可書寫化學(xué)方程式；
i．根據(jù)U型管兩端的氣壓變化來分析、填空；
ii．驗證性實驗一般可采取排除其他物質(zhì)的干擾進行實驗，可此處無法排除水的干擾，那么只好做兩組有蒸餾水存在的不同實驗進行對比．

解答：解：【實驗和推斷】
i．氫氧化鈉變質(zhì)生成的是碳酸鈉，如果加入A后產(chǎn)生氣泡，鹽酸能與碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳；故答案為：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
ii．氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，故白色沉淀是碳酸鈣；生成的氫氧化鈉能使酚酞試液變紅，故不能確定原固體中是否含有氫氧化鈉；故答案為：CaCO₃；不能；
iii．若全部是碳酸鈉，則加入的氯化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，生成的；氯化鈉的水溶液呈中性，不能使酚酞試液變紅，所以，若酚酞不變色，說明溶質(zhì)全部是碳酸鈉；
【反思】久置的氫氧化鈉變質(zhì)的原因是氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，則用化學(xué)方程式表示2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
i．根據(jù)CO₂與NaOH的反應(yīng)，是氣體被吸收進氫氧化鈉溶液，二氧化碳氣體減少了，則U型管左端的氣壓減小，從而導(dǎo)致U型管左端液面升高；故填：升高；．
ii．與實驗甲相比，同學(xué)們認為實驗乙更合理，因為：實驗一驗證了二氧化碳在水中的溶解性；與實驗一相比，通過實驗二的現(xiàn)象可知，二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)的影響程度遠比二氧化碳溶于水所產(chǎn)生的影響大．
故答案為：
【實驗和推斷】（1）鹽酸（合理均可）； 2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）CaCO₃； 不能；     
（3）產(chǎn)生白色沉淀；  無色酚酞試液不變色．
【反思】2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；  
i．升高；
ii．實驗一驗證了二氧化碳在水中的溶解性；與實驗一相比，通過實驗二的現(xiàn)象可知，二氧化碳與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)的影響程度遠比二氧化碳溶于水所產(chǎn)生的影響大．

點評：本題考查了從反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)變化入手，注意到反應(yīng)引起氣壓的變化，將化學(xué)和物理結(jié)合起來．所以化學(xué)不是一門單獨存在的學(xué)科，化學(xué)和物理是相互聯(lián)系的，解決化學(xué)問題可以應(yīng)用物理知識．